석탄수 슬러리
I. 물리적 특성 및 기능
석탄수 슬러리는 석탄, 물, 그리고 소량의 화학 첨가제로 만들어진 슬러리입니다. 석탄수 슬러리는 용도에 따라 고농도 석탄수 슬러리 연료와 텍사코 퍼니스 가스화용 석탄수 슬러리로 구분됩니다. 석탄수 슬러리는 펌핑, 분무, 저장이 가능하며, 안정적인 상태로 점화 및 연소될 수 있습니다. 약 2톤의 석탄수 슬러리는 연료유 1톤을 대체할 수 있습니다.
석탄-물 슬러리는 높은 연소 효율, 에너지 절약, 그리고 환경적 이점 측면에서 탁월한 성능을 발휘하며, 이는 청정 석탄 기술의 중요한 부분입니다. 석탄-물 슬러리는 파이프라인 운송을 통해 적은 투자비와 낮은 운영비로 장거리 운송이 가능합니다. 터미널 도착 후 탈수 과정 없이 바로 연소할 수 있으며, 저장 및 운송 과정이 완전히 차단됩니다.

물은 열 손실을 유발하여 연소 과정에서 열을 발생시키지 못합니다. 따라서 석탄의 농도는 일반적으로 65~70% 정도로 비교적 높게 유지되어야 합니다. 화학 물질 첨가량은 약 1%입니다. 물에 의한 열 손실은 석탄-물 슬러리 발열량의 약 4%를 차지합니다. 물은 가스화 과정에서 필수적인 원료입니다. 이러한 관점에서 석탄 농도를 62~65%로 낮출 수 있으며, 이는 산소 연소의 가능성을 증가시킬 수 있습니다.
연소 및 가스화 반응을 용이하게 하기 위해 석탄-물 슬러리는 석탄 미립도에 대한 특정 요건을 갖습니다. 연료용 석탄-물 슬러리의 입자 크기(통과율이 98% 이상인 입자 크기)의 상한은 300μm이고, 74μm(200메시) 미만의 함량은 75% 이상입니다. 가스화용 석탄-물 슬러리의 미립도는 연료용 석탄-물 슬러리보다 약간 더 굵습니다. 입자 크기의 상한은 1410μm(14메시)까지 허용되며, 74μm(200메시) 미만의 함량은 32%~60%입니다. 석탄-물 슬러리를 펌핑하고 분무하기 쉽게 만들기 위해 석탄-물 슬러리에는 유동성에 대한 요건도 있습니다.
상온 및 100초의 전단 속도에서 겉보기 점도는 일반적으로 1000~1500mPa·s 이하이어야 합니다. 장거리 파이프라인 수송에 사용되는 석탄-물 슬러리는 저온(매설된 파이프의 연중 최저 기온) 및 10초-1의 전단 속도에서 800mPa·s 이하의 겉보기 점도를 요구합니다. 또한, 석탄-물 슬러리는 사용 편의성을 위해 유동 상태에서는 점도가 낮아야 하며, 유동이 멈추고 정지 상태에서는 높은 점도를 나타내어 보관이 용이해야 합니다.
저장 및 운송 중 석탄-물 슬러리의 안정성은 매우 중요합니다. 석탄-물 슬러리는 고상과 액상이 혼합되어 있어 고체와 액체가 쉽게 분리되기 때문입니다. 따라서 저장 및 운송 중 "경질 침전"이 발생하지 않아야 합니다. 소위 "경질 침전"이란 석탄-물 슬러리를 교반해도 원래 상태로 복원되지 않는 침전물을 의미합니다. 석탄-물 슬러리가 경질 침전을 발생시키지 않는 성능을 유지하는 것을 석탄-물 슬러리의 "안정성"이라고 합니다. 안정성이 낮은 석탄-물 슬러리는 저장 및 운송 중 침전이 발생하면 생산에 심각한 영향을 미칩니다.
II. 석탄-물 슬러리 제조 기술 개요
석탄-물 슬러리는 경침전을 방지하기 위해 높은 석탄 농도, 미세 입자 크기, 우수한 유동성, 그리고 우수한 안정성을 요구합니다. 하지만 이러한 모든 특성을 동시에 충족하기는 어렵습니다. 일부 특성은 상호 제한적이기 때문입니다. 예를 들어, 농도를 높이면 점도가 증가하고 유동성이 저하됩니다. 유동성이 좋고 점도가 낮으면 안정성이 악화됩니다. 따라서 농도를 실시간으로 모니터링하는 것이 필수적입니다.론미터휴대용 밀도계최대 0.003g/ml의 정확도를 가지고 있어 정확한 밀도 측정이 가능하며 슬러리의 밀도를 정확하게 제어할 수 있습니다.

1. 펄핑을 위한 원탄의 올바른 선택
펄프용 석탄의 품질은 하류 사용자의 요구 사항을 충족하는 것 외에도 펄프화 특성, 즉 펄프화 난이도에도 주의를 기울여야 합니다. 어떤 석탄은 정상적인 조건에서 고농도 석탄-물 슬러리를 쉽게 만들 수 있습니다. 다른 석탄의 경우, 고농도 석탄-물 슬러리를 만드는 것이 어렵거나 더 복잡한 펄프화 공정과 더 높은 비용이 필요합니다. 펄프화 원료의 펄프화 특성은 펄프화 공장의 투자, 생산 비용 및 석탄-물 슬러리 품질에 큰 영향을 미칩니다. 따라서 석탄 펄프화 특성 법칙을 숙지하고, 실제 요구와 기술적 타당성, 경제적 합리성 원칙에 따라 펄프화용 원탄을 선택해야 합니다.
2. 등급
석탄-물 슬러리는 석탄 입자 크기가 특정 미립도에 도달해야 할 뿐만 아니라, 입자 크기 분포도 양호해야 합니다. 이를 통해 서로 다른 크기의 석탄 입자들이 서로 채워지고, 석탄 입자 사이의 간격이 최소화되어 더 높은 "적층 효율"을 달성할 수 있습니다. 간격이 적을수록 물 사용량을 줄일 수 있으며, 고농도 석탄-물 슬러리를 쉽게 만들 수 있습니다. 이 기술을 "분급"이라고도 합니다.
3. 펄핑 공정 및 장비
주어진 원료탄 입자 크기 특성과 분쇄성 조건 하에서 최종 제품인 석탄-물 슬러리의 입자 크기 분포를 더 높은 "적재 효율"로 만드는 방법에는 합리적인 분쇄 장비와 펄핑 공정의 선택이 필요합니다.
4. 성능에 맞는 첨가제 선택
석탄-물 슬러리를 고농도, 저점도, 그리고 우수한 유동학적 특성과 안정성을 갖도록 만들기 위해서는 "첨가제"라고 하는 소량의 화학 물질을 사용해야 합니다. 첨가제 분자는 석탄 입자와 물 사이의 계면에 작용하여 점도를 낮추고, 석탄 입자의 물 속 분산을 개선하며, 석탄-물 슬러리의 안정성을 향상시킵니다. 첨가제의 양은 일반적으로 석탄 함량의 0.5%에서 1%입니다. 첨가제는 다양한 종류가 있으며, 그 공식은 고정되어 있지 않으므로 실험 연구를 통해 결정해야 합니다.
게시 시간: 2025년 2월 13일